《大眾科學》評2013年最佳發明個人飛行包入選

黑黃蜂隱形無人機

真空室

雷神無人戰斗機

激光武器系統

太空船二號

個人飛行包P12 Jetpack

鳳凰計劃

　　每年，美國《大眾科學》網站的編輯們都會搜遍世界的每個角落，無一漏網，找到能刷新我們未來生活的近百項發明，以饗讀者，今年也不例外。從純電動汽車到機器人醫生;從驚險刺激令人瘋狂的過山車到速度快得令人崩潰的網絡……一切都證明，人類的探索歷程永無止境。而且，所有這些探索的終極目的或許都是為了讓人們的生活變得更加安全、便利。

　　第一部分 航空航天

　　1.挪威Prox Dynamics公司的“黑黃蜂”隱形無人機

　　挪威Prox Dynamics公司的科學家借鑒飛蟲體型小巧的優勢開發出了昆蟲大小的“黑黃蜂(Black Hornet)”無人機，其重量僅16克，這種看起來像玩具的小型無人機可以潛入一些看似封閉的空間秘密獲取軍事情報。

　　“黑黃蜂”利用GPS來規劃路徑，每次充電可飛行20—25分鐘，單程最大飛行距離為1.2公里。但不足之處是，該款無人機目前沒有裝備紅外裝置，只能適應日間任務。Prox Dynamics公司目前正在深入改進這種無人機的探測裝置，目標是研發出用于終極隱形偵測的無人機。

　　2.美國克雷多斯國防和安全解決方案公司的激光武器系統

　　今年4月初，美國海軍用這套固態激光武器擊落了一架無人機，海軍認為這代表了未來戰爭的形態。

　　這套激光武器系統配備了激光測距儀，能朝無人機上的傳感器發射定向能量武器，從而瓦解機上的電子設備。與導彈不同，這種武器幾乎可以實現實時打擊。而且，該系統供運行只靠電力，因此只要有電就可以一直射擊，且每次射擊成本不足1美元。該激光武器樣機花費3100—3200萬美元，今年10月后將安裝在海軍“龐塞”號兩棲船塢運輸艦上。該系統的缺點包括：它可能意外擊落衛星或飛機;會受天氣的影響——在雨中或霧中，激光可能無法正常工作或完全無法工作。

　　3.維珍銀河公司和斯卡爾德復合材料公司的“太空船二號”

　　今年5月份，“太空船二號”完成首次有動力飛行，其從母船上通過火箭啟動脫離，自由飛行過程中速度達到1.2馬赫，標志著理查德·布蘭森的商業太空飛行計劃到達新的關鍵點(為了到達太空，“太空船二號”的速度最終必須超過3.5馬赫)。如果一切順利，“太空船二號”有望在2014年正式開展商業飛行。

　　“太空船二號”的機身尺寸為長約18.29米、寬8.23米、高4.57米，采用強度為鋼鐵4倍的碳纖維復合材料制成。除了兩名飛行員之外，還可搭載6名乘客。飛行速度約為4000公里/秒，設計軌道高度為160—320千米，幾乎可以達到載人飛船的軌道高度。但出于安全考慮，初期只打算飛到100 多千米。

　　4.英國宇航系統公司(BEA)的“雷神”無人戰斗機

　　據美國防務更新網10月27日報道，英國國防部在近日提交給英國防衛委員會的一份書面聲明中確認，演示型“雷神(Taranis)”無人戰斗機已在澳大利亞完成首航。

　　“雷神”無人機項目始于2006年12月，旨在驗證英國自主研制生產隱身無人作戰飛機的能力。“雷神”出自凱爾特神話，代表著力大無窮、戰無不勝。這款超音速、隱形無人機造價超過2.5億美元，除了能完成空對地任務外，還可以跨洋飛行并進行空戰，且能自行選擇攻擊目標。

　　為確保“雷神”具有洲際間航程和出色的續航能力，英國軍方為其選用了勞斯萊斯公司研制的“阿杜爾(Adour)”951型渦輪扇發動機。該發動機設計了新型風扇，可提供強大推力。利用機內空間裝載的大量燃料，“雷神”航程將達到數千公里。有專家指出，“雷神”已躋身世界五大頂尖無人機之列，可與 RQ-4A“全球鷹”、X-47B、獵鷹高超音速飛行器(HTV-2)和“神經元”無人機相媲美。

　　5.NASA的升級版真空室A

　　今年，為了測試詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，美國國家航空航天局(NASA)對真空室A進行了升級。它的空間達11320立方米，可以讓里面的任何東西充分接受極端太空環境的考驗。在重達40噸的大門后，真空室A的溫度可以達到零下262.15攝氏度，成為地球上最冷的地方。

　　6.DARPA的“僵尸衛星”計劃——“鳳凰計劃”

　　美國國防部先進研究項目局(DARPA)稱，地球同步軌道上運行著高價值的人造衛星，有很多同步衛星因達到正常使用壽命、報廢或因某一部件故障而退役。但它們仍有許多能正常工作的昂貴零部件，如天線和太陽能電池板可以發揮“余熱”。因此，DARPA于去年夏天啟動了“鳳凰計劃(Phoenix program)”，此計劃旨在回收那些被棄用但仍具使用價值的衛星零件，包括天線、太陽能組件以及其他通訊設備，然后將這些元件在太空中組網和整合成一個新的部件，以實現太空資源再利用，降低太空研發成本。

　　7.美國Aeros航空公司的Aeroscraft新型飛艇

　　今年1月初，Aeroscraft飛艇首次試飛成功。這艘飛艇是由美國Aeros航空公司歷時25年研制而成，機身框架完全由鋁和碳纖維打造。它的有效載荷高達66噸，是目前最大運輸機的3倍，但其耗費的燃料卻只有后者的1/3。該飛艇的飛行高度約5500米，航速120節，有效航程近6000公里。

　　最重要的一點是，Aeroscraft能實現垂直起降，它不需要專屬的跑道和地勤人員，只要有足夠大的起降場地即可。所以，它有望在未來對整個航空運輸業產生重大影響，把大量的救災物資直接運抵到比較偏遠的地區，當然，也有可能用于運輸坦克等重型軍事設備。

　　8.新西蘭馬丁飛機公司的個人飛行器P12 Jetpack

　　今年10月，新西蘭發明家格倫·馬丁創辦的馬丁公司終于完成了飛行背包P12 Jetpack的首次真人試驗。這款原型機最高時速為74公里，平均時速為56公里，一次充滿燃料后可飛行約30公里，馬丁飛機公司建議飛行高度150米以上。首批產品將會優先供應需要快速反應的行業，例如醫療救援、消防等，售價預計將高達15到20萬美元，日后售價有望降至10萬美元。

　　9.歐洲空間局全球最大的數碼相機“蓋亞”

　　“蓋亞(Gaia)”是希臘神話中大地女神的名字，是眾神之母。“蓋亞”計劃在2000年被歐空局批準，總成本約為9.9億美元。

　　“蓋亞”是一臺配備了全球最大數字照相機的重達2噸的人造衛星。其拍照系統包括分辨率高達60億像素的攝像頭和2個望遠鏡，這兩個靈敏度極高的望遠鏡能夠繪制恒星確切的位置和運動，探測到外星世界的印記，并定位太陽系最外沿的冰態矮行星。在未來至少5年內，“蓋亞”將對天空進行不間斷地掃描，以確定銀河系中約10億顆恒星的坐標、運行方向、溫度、顏色乃至組成，從而繪制出高精度的3D銀河系圖像，這將有助于我們了解銀河系的成分、形成和演化過程，甚至能為我們提供很多有關暗物質分布的線索。盡管天空乃“藏龍臥虎”之地，有各種各樣的“奇人異事”，但“蓋亞”無疑是其中“武藝”最高強者。

　　第二部分 汽車

　　1.美國雪佛蘭汽車公司的斯帕克純電動車

　　為進一步減輕消費者對電動汽車的疑竇，同時提升斯帕克純電動汽車的使用價值及市場競爭力，雪佛蘭公司為斯帕克配置了美國機動車工程師學會創建的組合直流快速充電技術，也就是無論交流電還是直流電，斯帕克都能夠進行充電。如果使用直流電來充，在短短20分鐘內就能為電池充電80%。

　　斯帕克車載的20千瓦時高容量鋰離子電池組，配有一個3.3千瓦充電器，這意味著它利用家用240伏電源充電，將花費約7個小時充滿，充滿電后的續航里程可以達到132公里。動力方面，新車可以在8秒內從靜止加速到96公里/小時。目前，斯帕克是美國最高效的電動汽車。

　　售價：19185美元

　　2.梅賽德斯—奔馳全新一代S級轎車

　　身為梅賽德斯—奔馳旗下最新最頂級的旗艦車款，新一代S級轎車結合了目前市場上最先進的安全技術和自動駕駛技術。360度的傳感系統集成了包括車載遠距離紅外攝像機、雷達、聲吶、穩定性控制和轉向控制等在內的多項技術。系統利用車載遠距離紅外攝像機和雷達傳感器來檢測道路標線和其他車輛，同時可自動剎車、加速，甚至穩步轉彎，在某些情況下實現了自動駕駛，速度可達198公里/小時。該車還配備了目前最高端的車頭燈，連接車內專屬微型電腦，可使用高端技術如主動式遠光輔助系統和增強型夜視輔助系統進行控制，前者可保持車輛在遠光下行駛，以免影響其他車輛;后者可以讓駕駛員發現道路上離車150多米的動物。

　　售價：93825美元

　　3.奧迪R18 e-tron Quattro混合動力賽車

　　今年3月，三名車手駕駛奧迪R18 e-tron Quattro獲得2013勒芒24小時耐力賽(其與同世界一級方程式錦標賽F1、世界汽車拉力錦標賽WRC并稱為世界最著名和最艱苦的三大汽車賽事)的冠軍，使這款賽車成為首輛在勒芒24小時耐力賽中奪冠的混合動力賽車，開創性地引領賽車運動進入混合動力時代。奧迪R18 e-tron Quattro油電混合動力賽車采用特殊的“組合式”四輪驅動系統，前輪由一臺70馬力的電機驅動，使用的是 F1威廉姆斯車隊技術的飛輪動能回收系統;驅動后輪的3.7升V6渦輪增壓柴油發動機可以爆發出510馬力的強勁動力。兩種驅動力相互疊加，達到提升車速的目的。

　　4.寶馬i3純電動汽車

　　目前，汽車上能夠使用的最輕、最堅固的材料就是碳纖維，但極其昂貴的造價讓人望而卻步。在寶馬i3問世前，底盤由碳纖維制成的汽車的售價在25萬美元到200萬美元之間，讓人望而興嘆。由于寶馬公司大大加速了注射成型過程，因此，工廠只需幾分鐘就能大批量生產出碳纖維零件，大大降低了成本，使純電動汽車寶馬i3的售價僅為42275美元，且重量僅為1225公斤，比全球最暢銷的電動汽車日產聆風還輕20%;車輛0—100公里/小時加速時間僅為 7.2秒，比聆風快4秒。寶馬i3純電動汽車是寶馬第一款綜合了環保技術以及功能性創新的量產車，一次充電的最大續航里程為160公里，此外，還提供了一款搭載了一臺650cc雙缸發動機的車型，續航里程增加為300千米。

　　5.福特1.0升EcoBoost汽油發動機

　　福特公司的1.0升EcoBoost汽油發動機是一款小排量三缸發動機，2012年摘得“國際年度發動機”桂冠，并贏得“最佳新發動機”和“1.0升以下最佳發動機”兩大獎項。

　　這款發動機雖然排量小，動力卻絲毫不差。渦輪增壓、燃油直噴、雙獨立可變氣門正時等先進動力技術使它擁有88千瓦功率、170牛·米扭矩輸出。轉速最高可達25萬轉/分鐘的渦輪增壓器讓EcoBoost發動機擁有極快的響應速度，發動機保持在每分鐘1300至4500的轉速區間時，最大扭矩輸出可達 170牛·米，在油耗和強勁動力之間獲得了最佳的平衡，完勝福特嘉年華(Fiesta)使用的1.6升四缸發動機。

　　售價：17500美元

　　6.全新馬自達6

　　新款馬自達6是第一款搭載了馬自達獨立研發的“制動能量回收系統(i-Eloop)”的車型。i-ELoop為 “Intelligent Energy Loop(智能能量循環)”的縮寫，與現有動能回收系統的不同在于，該系統以電容取代傳統的電能儲存媒介電池或電瓶。相較于電池或電瓶，電容具有能夠快速充放大量電力、即使長期反復使用也不易老化的特點。通過該項制動能量回收系統，可以將車輛減速時所產生的動能轉化為電力，以供空調、音響以及其他車載電器設備的使用，在頻繁進行加速、制動的實際行駛中可以降低油耗約達10%。

　　售價：27000美元

　　7.雪佛蘭公司的克爾維特Stingray

　　隨著美國電影大片《變形金剛》走紅的雪佛蘭克爾維特(Chevrolet Corvette)一直是美國人心目中經久不衰的車系。在2013底特律車展上，雪佛蘭第七代克爾維特(Corvette Stingray)大放異彩，成為車迷們追逐的亮點。

　　新一代克爾維特Stingray是迄今為止動力最強的標準版車型，最高時速高達304公里，在技術和性能上都可與更昂貴的車型，比如售價高達25萬美元的法拉利和蘭博基尼相媲美。這款車的底盤由鋁制成;車身由復合材料制成，其所搭載的LT1 6.2升排量的V8自然進氣式發動機讓其可以在3.8秒內加速到96公里/小時。

　　售價：51995美元

　　8.保時捷公司的插電式混合動力跑車Panamera S E-Hybrid

　　Panamera S E-Hybrid的非凡魅力源于其獨一無二的卓越效率以及驚人的純電動續航里程能力。該車的電能儲存在一款全新設計的容量為 9.4千瓦時的鋰離子蓄電池中。依靠外部供電設備時，蓄電池只需數小時即可充電至滿格;在駕駛過程中，蓄電池還可以通過能量回收電氣系統進行循環充電，很少有插電式混合動力轎車能做到這一點。該新款車型從靜止加速至100公里/小時僅需5.5秒，最高時速可達270公里/小時。

　　9.日產公司的英菲尼迪電控主動轉向技術

　　盡管自動駕駛汽車在“飛入尋常百姓家”的過程中還有很多障礙需要克服，但其確實越來越近。今年，日產公司旗下豪華汽車品牌運動型豪華轎車全新英菲尼迪Q50全新亮相，就預示著人類朝自動駕駛邁出了最大的一步。

　　Q50采用了電控主動轉向技術(Direct Adaptive Steering)和主動車道控制技術(Active Lane Control)兩項世界首創技術。電控主動轉向技術的最大特點在于當駕駛者轉動方向盤的時候，電控主動轉向系統可以判斷駕駛員的轉向意圖，并以電信號的形式傳送給控制車輪轉動的電動機，由后者完成車輛的轉向動作。因為電信號要比傳統的機械傳遞快，所以反應時間極迅速。主動車道控制技術的基本原理是通過車身外部的攝像頭采集車輛和兩側車道線之間的距離，以減少車輛偏離車道的危險。和傳統的車道偏離修正系統不同，主動車道控制技術能讓轉向的控制更加積極。

　　售價：37605美元

　　第三部分 家用設備

　　1.羅克韋爾公司的緊湊型迷你圓盤鋸

　　大多數小型的圓盤鋸都弱爆了，想鋸個2英寸厚4英寸寬的窄條都是難事。于是，羅克韋爾公司把其迷你圓盤鋸打造成方便實用的利器：并行的齒輪組幫助極纖薄的4.5英寸刀片深切入木材內，不浪費發動機提供的任何能量。

　　售價：99美元

　　2.飛利浦公司的智能燈泡Hue

　　這款燈泡表面看起來和普通燈泡一樣，但是它可以通過橋接的方式連接到家里的路由器，用戶下載一個應用程序，使用智能手機或其他設備，就可以用它控制由50個燈泡組成的燈泡網。Hue可為燈泡提供超過1600萬種顏色變化，不僅顯示效果更好，且更加節能，傳統50瓦電燈所能提供的亮度，Hue燈泡僅需 8.5瓦即可，未來有望替代傳統的照明產品。

　　3.UrbnEarth公司的家庭菜園

　　由UrbnEarth公司開發的可循環使用的UrbMat一體化系統能讓園藝門外漢盡快上手。它有內置的水管，可以直接灌溉植物，大大減少水的浪費。厚厚的結構可以阻止雜草蔓生，并幫助植物間隔一定距離，為植物營造最有利的生長環境。事先配置好肥料的“種子球”里有23種植物，其中包括胡蘿卜、甜菜、菠菜和香草。

　　售價：55美元

　　4.美國迪爾公司的易拆卸拖拉機

　　可拆卸的割草機堪稱吃苦耐勞的老黃牛，但拆裝起來很累。美國迪爾公司的X700系列拖拉機的“自動連接”系統讓駕駛員不到一分鐘就可以備好割草機，而且不需要任何工具。操作者只需要開到甲板上，把拖拉機附帶的駕駛軸連接上，在前面裝上拉桿，然后拉動一個操縱桿把它升到相應位置即可。

　　售價：10500美元(帶移動甲板)

　　5.格雷格·拉姆博瑞科特的取酒神器Coravin

　　Coravin的原理是：利用一根中空針穿過瓶帽和軟木塞進入酒瓶中抽取酒液(也因此它不適用于金屬旋蓋和玻璃塞)，同時注入屬于惰氣的氬氣，因此不會有空氣進入瓶中。氬氣比空氣重而且不會與酒產生任何化學作用，因此可以填補酒液減少所產生的空間，保護酒使其不受到空氣的氧化作用以及各種雜菌的侵襲。而當中空針從軟木塞拔出時，軟木塞天然的彈性又會讓它恢復密合狀態，就像從未開過一樣。經過13年的測試與調整，這款神器終于在今年正式上市了!

　　售價：299美元

　　6.英國戴森公司掃地拖地全搞定的智能拖把

　　一直以來，清潔地板多半是先吸塵然后拖地的傳統，做起家事一點都不輕松。英國戴森公司采用ZL的數字馬達與多圓錐氣旋科技，設計出可同時吸塵及拖地的手持無線吸塵器，一個步驟就可清干凈。戴森將新智能拖把命名為“Dyson Hard”，賣點是在拖地之前，就可除去硬地板上的細小灰塵，讓吸塵、拖地一次完成，潔凈地板上的灰塵、污漬，省時又便利。戴森希望憑借這款產品進入博弈激烈的“紅海”家電市場。

　　售價：330美元

　　7.WORX SD的半自動電動螺絲刀

　　SD半自動螺絲刀是全新一代無線式螺絲刀，其帶有一個LED工作燈，一個4伏的鋰離子電池，充滿電需3小時。工程師們研制出了一個磁性裝置，在其上安置了整整一組刀頭，使得使用者瞬間就可以輕松地從一字批換為十字批，然后又換回來。將起子頂部往后推，會露出一個六室的圓筒形空間，再往后猛拉一下，會啟動一個齒輪樣的裝置，讓這個圓筒形空間呈逆時針方向轉動，讓下一個刀頭做好準備。它重1.3磅，配有兩個圓筒，裝備了12個刀頭。

　　售價：50美元